激光焊（Laser Welding）以聚焦的激光束作為動力轟擊焊件所產生的熱量停止焊接的辦法。它具備高能量密度、深穿透性、高精度、順應性強等長處。焊接時無機器打仗，有利于完成在線品質監控和自動化臨盆，經濟效益明顯。跟著航空航天、微電子、醫療及核工業等的迅猛發展，對資料機能請求也越來越高，傳統的焊接辦法難以滿足請求，激光焊日趨獲得普遍應用。

第一節  概 述

激光是20世紀較偉大的創造之一，世界上第一臺激光器問世于1960年。

激光（Laser）是英文光受激輻射縮小（Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation）的首字母縮寫詞。激光應用輻射引發光縮小道理而產生一種單色、偏向性強、光亮度大的光束。經透射或反射鏡聚焦后可獲得直徑小于0.01mm、功率密度高達1018W／m2的能束，可用作焊接、切割及資料外面處理的熱源。

一、激光焊道理及分類

（一）激光焊的道理

激光焊接時，激光照射到被焊接資料的外面，與其產生感化，一部門被反射，一部門進入資料外部。對付不通明資料，透射光被接收，金屬的線性接收系數約為107～108m－1。對付金屬，激光在金屬外面0.01～0.1μm的厚度中被接收轉釀成熱能，招致金屬外面溫度低落，再傳向金屬外部。

激光焊接的道理是：光子轟擊金屬外面構成蒸氣，蒸發的金屬可防止殘剩能量被金屬反射掉。假如被焊金屬有良好的導熱機能，則會獲得較大的熔深。激光在資料外面的反射、透射和接收，本質上是光波的電磁場與資料互相感化的成果。激光光波入射資料時，資料中的帶電粒子依著光波電矢量的步驟振動，使光子的輻射能釀成為了電子的動能。物資接收激光后，起首產生的是某些質點的適量能量，如自由電子的動能，約束電子的引發能或許另有適量的聲子。這些原始引發能顛末必定進程再轉化為熱能。

激光是一種嶄新的光源，它除與其余光源同樣是一種電磁波外，還具備其余光源不具備的特征，如高偏向性、高亮度（光子強度）、高單色性和高相干性。激光加工時，資料接收的光能向熱能的轉換是在極短的光陰（約為10－9s）內完成的。在這個光陰內，熱能僅僅范圍于資料的激光輻照區，爾后經由過程熱傳導，熱量由高溫區傳向高溫區。

金屬對激光的接收，重要與激光波長、資料的性子、溫度、外面狀態和激光功率密度等身分無關。一樣平常來說，金屬對激光的接收率跟著溫度的回升而增大，隨電阻率的增長而增大。

（二）激光焊的分類廣州激光，激光官網，激光公司，激光廠家

依據激光對工件的感化方法，激光焊可分為脈沖激光焊和持續激光焊。脈沖激光焊時，輸出到工件上的能量是斷續的、脈沖的，每一個激光脈沖在焊接進程中構成一個圓形焊點。持續激光焊在焊接進程中構成一條持續的焊縫。

依據現實感化在工件上的功率密度，激光焊可分為熱傳導焊（功率密度小于105W/cm2）和深熔焊（功率密度大于或即是105W/cm2）。

1、熱傳導焊

熱傳導焊時，激光將金屬外面加熱到熔點與沸點之間，金屬資料外面將所接收的激光能轉變成熱能，使金屬外面溫度低落而融化，而后經由過程熱傳導方法把熱能傳向金屬外部，使融化區漸漸擴展，凝結后構成焊點或焊縫，其熔深表面近似為半球形。

熱傳導焊的特色是激光光斑的功率密度小，很大一部門光被金屬外面所反射，光的接收率較低，焊接熔深淺，焊接速率慢。其重要用于薄（厚度＜lmm＝、小工件的焊接加工。

2、深熔焊

深熔焊時，當激光光斑上的功率密度充足大，金屬外面在激光束感化下，溫度敏捷回升到沸點，金屬敏捷蒸發構成的蒸汽壓力、反沖力等能克服熔融金屬的外面張力和液體的靜壓力等而構成小孔，激光束可直接深刻資料外部，因此能構成深寬比大的焊縫。圖2－1為激光深熔焊接示意圖。

圖2－1  激光深熔焊接示意圖

假如激光功率充足大而資料絕對較薄，激光焊構成的小孔貫串全部板厚且后頭能夠接收到部門激光，這類辦法也可稱之為薄板激光小孔效應焊。廣州激光，激光官網，激光公司，激光廠家

從機理上看，這兩種焊接辦法的條件都是焊接時存在小孔，兩者沒有本質的差別。小孔四周被熔池金屬所包抄，融化金屬的重力及外面張力有使小孔彌合的趨向，而持續產生的金屬蒸氣則力求保持小孔的存在。隨光束的活動，小孔將跟著光束活動，但其外形和尺寸倒是穩定的。

小孔的前方構成一個歪斜的燒蝕*。在這個地區，小孔的四周存在壓力梯度和溫度梯度。在壓力梯度的感化下，燒熔資料繞小孔的周邊由*向后沿活動。溫度梯度沿小孔的周邊樹立了一個后面大后面小的外面張力，這就進一步驅策熔融資料繞小孔周邊由*向后沿活動，末了在小孔前方凝結起來構成焊縫。激光焊焊接時伴隨聲響和色彩的變更，可據此監控焊接進程。

二、激光焊的特色及應用

（一）激光焊的特色

激光焊是應用高能量密度的激光束作為熱源停止焊接的一種高效周詳的焊接辦法。采納激光焊，不只臨盆率高于傳統的焊接辦法，并且焊接品質也獲得了明顯進步。與一樣平常焊接辦法比擬，激光焊具備以下特色。廣州激光，激光官網，激光公司，激光廠家

1、聚焦后的功率密度可達105～107W/cm2，乃至更高，加熱會合，完成單元長度、單元厚度工件焊接所需的熱輸出低，因此工件產生的變形極小，熱影響區也很窄，分外適宜于周詳焊接和微細焊接；

2、激光能發射、透射，能在空間流傳相稱間隔而衰減很小，可停止遠間隔或一些難以接近的部位的焊接；激光可經由過程光導纖維、棱鏡等光學辦法曲折傳輸、偏轉、聚焦，分外適合于微型整機、難以接近的部位或遠間隔的焊接；

3、可獲得深寬比大的焊縫，焊接厚件時可不開坡口一次成形。激光焊縫的深寬比今朝已達12：1，不開坡口單道焊接鋼板的厚度已達50mm；

4、一臺激光器可供多個事情臺停止分歧的事情，既可用于焊接，又可用于切割、合金化和熱處理，一機多用；

5、適宜于難熔金屬、熱敏感性強的金屬和熱物理機能差別迥異、尺寸和體積迥異工件間的焊接；

6、可穿過通明介質對密閉容器內的工件停止焊接；

7、激光束不受電磁滋擾，無磁偏吹征象存在，適宜于磁性資料焊接；

8、不需真空室，不產生X射線，察看及對中便利。

激光焊的不足之處是裝備的一次性投資大，分外是高功率持續激光器，價錢低廉；，光束激光器的電光轉換及全體運轉效力都很低能量轉換率僅為10％～20％；對高反射率的金屬直接停止焊接比擬艱苦。

（二）激光焊的應用

用激光能很好地焊接許多資料，以是激光焊作為一種奇特的焊接辦法日趨受到重視。激光焊在汽車、鋼鐵、船舶、航空、輕工等行業獲得了日趨普遍的應用，分外是在航空航天范疇獲得了勝利的應用。表2－1是激光焊的部門應用實例。廣州激光，激光官網，激光公司，激光廠家

表2－1  激光焊的部門應用實例

用激光焊可獲得高品質的單面焊雙面成形焊縫

    激光焊接固然在焊接深度方面比電子束焊小一些，但因為可免除電子束焊真空室對整機的范圍、無需在真空條件下停止焊接，故其應用遠景更加遼闊。外洋20世紀80年月以來，激光焊裝備每一年以25％的比例增長。激光加工裝備常與機器人聯合起來構成柔性加工體系，使其應用規模獲得進一步擴展。廣州激光，激光官網，激光公司，激光廠家

在電廠的制作及化工行業，有大批的管-管、管-板討論，。在艦船制造業，用激光焊焊接大厚度板（可加添補金屬），討論機能優于平日的電弧焊，能低落產品成本，進步構件的可靠性，有利于延伸艦船的應用壽命。激光焊還應用于電動機定子死心的焊接，動員機殼體、機翼隔架等飛機整機的臨盆，航空渦輪葉片的修復等。

激光焊另有其余情勢的應用，如激光釬焊、激光-電弧焊、激光填絲焊、激光壓焊等。激光釬焊重要用于印刷電路板的焊接，激光壓焊重要用于薄板或薄鋼帶的焊接。廣州激光，激光官網，激光公司，激光廠家